Номер 1, страница 66 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-35. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело. Вариант № 1 - номер 1, страница 66.

Решение.

1. Решение

Это явление объясняется различием сил, которые действуют на человека в воде и на суше. Основную роль играют выталкивающая сила (сила Архимеда) в воде и сила трения на берегу.

1. В воде. На тело человека, погруженное в воду, действуют две основные вертикальные силы: сила тяжести ($F_т = mg$), направленная вниз, и выталкивающая архимедова сила ($F_A$), направленная вверх. Плотность человеческого тела очень близка к плотности воды, поэтому выталкивающая сила почти полностью компенсирует силу тяжести. Эффективный (или кажущийся) вес человека в воде становится очень мал. Чтобы перемещать человека в воде, собаке необходимо преодолевать в основном силу сопротивления воды, которая при небольшой скорости движения невелика.

2. На берегу. Когда человек лежит на земле, выталкивающая сила со стороны воздуха пренебрежимо мала. Чтобы сдвинуть его с места, собаке нужно приложить силу, достаточную для преодоления силы трения покоя. Величина силы трения покоя ($F_{тр}$) пропорциональна силе нормальной реакции опоры ($\text{N}$), которая в данном случае равна полному весу человека ($mg$):

$F_{тр} = \mu \cdot N = \mu \cdot mg$

где $\mu$ — коэффициент трения между телом и поверхностью. Сила трения на суше оказывается во много раз больше силы сопротивления в воде. Усилия, которое может развить собака, достаточно для перемещения почти невесомого тела в воде, но его не хватает, чтобы преодолеть значительную силу трения на берегу.

Ответ: В воде на тело человека действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая почти полностью компенсирует его вес, делая его практически невесомым. Собаке легко преодолеть небольшое сопротивление воды. На берегу выталкивающая сила отсутствует, и чтобы сдвинуть человека, собаке необходимо преодолеть силу трения, которая пропорциональна его полному весу и значительно превышает силу сопротивления в воде. Сил собаки для этого недостаточно.